Förderung der Kreislaufwirtschaft in Schweden durch automatische Abfallerkennung
Jedes Jahr verbrauchen die Menschen weltweit 100 Milliarden Tonnen an Materialien - und recyceln nur 8,6 Prozent, so der Circularity Gap Report 2021. Ein Team aus Südschweden hofft, diesen Prozentsatz zu erhöhen, indem es die automatisierten Technologien verbessert, die zur Rückgewinnung von Ressourcen aus dem Abfallstrom eingesetzt werden. Im Rahmen des Projekts wurde eine Testanlage zur Abfallerkennung entwickelt, die KI-fähige Sensoren und fortschrittliche Robotertechnik einsetzt, um recycelbare Materialien in Industrieabfällen zu identifizieren und zu sortieren.
Zusammenarbeit bei der Anwendung der IoT-Technologie in der Abfallwirtschaft
Das Waste Identification Testbed entstand aus einer Zusammenarbeit zwischen Innovation Skåne und Mobile Heights, zwei Organisationen, die sich dafür einsetzen, Unternehmen, Hochschulen und den öffentlichen Sektor zusammenzubringen, um Innovationen für das Gemeinwohl zu entwickeln.
Zusammen mit den Partnern Invest in Skåne, Norrvidinge und OP Teknik sowie einem Zuschuss von Microsoft Datacenter Community Development entwickelte das Team eine offene Plattform, mit der Sensoringenieure ihre Technologie in einer realen Müllsortierumgebung testen können. Das Waste Identification Testbed bietet eine Hardware- und Softwareschnittstelle zwischen der Sensortechnologie und einer bestehenden Müllsortiermaschine, so dass Ingenieure problemlos verschiedene Sensoren anschließen und die Geschwindigkeit und Genauigkeit ihrer Leistung in verschiedenen Abfallströmen bewerten und vergleichen können.
Das Projekt "Waste Identification Testbed" lief von Juni 2020 bis Juli 2021. Während dieser Zeit nutzten Forscher und Ingenieure die Plattform, um Sensoren zur Sortierung von Wertstoffen aus verschiedenen industriellen Abfallströmen zu validieren und zu verfeinern - darunter auch einige Technologien, die nicht für den Zweck der Abfallsortierung entwickelt worden waren. So wandte sich das Team beispielsweise an Forscher der Universität Lund, um die schnellste Kamera der Welt zu testen, die für den wissenschaftlichen Zweck des Filmens von Photonen entwickelt wurde. Ein Laborprototyp eines Sensors, der diese Kamera verwendet, erwies sich als erfolgreich bei der Identifizierung von schwer zu erkennenden Materialien - und die Kamera kostet 20 Prozent weniger als die heute in Sensoren verwendeten Hyperspektralkameras. Das Team prüft nun Partnerschaften, um die Kamera kommerziell verfügbar zu machen.
Impulse für Innovationen in der gesamten Branche
Das Projekt hat über die anfänglichen Tests hinaus Innovationen ausgelöst. So nutzte beispielsweise Emil Sandelin, ein Student der Universität Lund, die Testumgebung für eine Masterarbeit unter der Leitung von Professor Karl Johan Åström, der für seine Arbeit auf dem Gebiet der Computerbildgebung weithin bekannt ist. Sandelins Projekt bewertete neue Methoden der Instanzsegmentierung, d. h. die Fähigkeit, zu erkennen, wo ein Objekt endet und ein anderes beginnt - für Menschen im Allgemeinen einfach, für Computer jedoch recht schwierig zu unterscheiden, wann ein Objekt über einem anderen liegt. Im Rahmen des Projekts konnte die Genauigkeit der Materialerkennung verbessert werden, indem KI-Algorithmen anhand der im Rahmen des Testbed-Projekts gesammelten Bilddaten trainiert wurden. Die neue Technologie ist zwar genauer, aber langsamer, so dass die aktuelle Forschung diese neuen Algorithmen verfeinert, um ihre Geschwindigkeit zu verbessern.
Innovation Skåne sieht auch eine potenzielle Anwendung der Technologie bei der automatischen Sortierung von Abfällen vor Ort in Krankenhäusern. Krankenhausabfälle sind ein komplizierter Anwendungsfall, da sie in unterschiedlichem Maße mit den Patienten in Kontakt kommen. Die automatische Identifizierung und Sterilisierung von wiederverwendbaren Materialien könnte das Recycling in einen Sektor bringen, in dem die meisten Materialien derzeit als Abfall enden.
Ein Blick in eine nachhaltigere Zukunft
Die Schaffung einer Kreislaufwirtschaft für Materialien - und eines besseren Marktes für wiederverwendete Materialien - beginnt mit einer besseren Identifizierung von Materialien mit Hilfe besserer Sensoren. Das Testbed zur Abfallidentifizierung hat einen Brennpunkt für Innovationen in der Abfallwirtschaft geschaffen. Die neuen Technologien versprechen, das Angebot an wiederverwendbaren Materialien auf dem Markt zu erhöhen, die Kosten für recycelte Materialien zu senken und die Wirtschaft von neuen Ressourcen wegzubringen. Mit neuen öffentlich-privaten Partnerschaften hofft das Team, verbesserte Sortiertechnologien in der gesamten Branche zu verbreiten, um eine nachhaltigere Zukunft zu schaffen.
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